大学计算机第8章 虚拟现实与多媒体
多媒体虚拟现实及人工智能.ppt
1 数据压缩概述
衡量一种数据压缩技术的好坏有三个重要的指标
– 压缩比
– 图像质量或音质 – 压缩和解压的速度
数据压缩原理
– 原始的多媒体信源数据存在着客观上的大量冗余。信 息理论认为：若信源编码的熵大于信源的实际熵，该 信源中一定存在冗余度。去掉冗余不会减少信息量， 仍可原样恢复数据；但若减少了熵，数据则不能完全
3.3 网络多媒体技术及应用
计算机网络与多媒体技术
网络多媒体技术及应用
1 多媒体关键技术
2 流媒体技术技术
多媒体关键技术
1
2 3
数据压缩概述
音频数据的压缩
静态图像的数据压缩
4
运动图像的数据压缩
1 数据压缩概述
由于多媒体数据量非常大，造成计算机的存储和网络传输负担
–若帧速率为25帧／秒，则1s的数据量大约为25MB，一个640MB
2 音频数据的压缩 在多媒体中，音频有很多压缩编码标准： （1） MP3音频 MP3的全名是MPEG Audio Layer-3，简单地 说就是一种声音文件的压缩格式。是目前最普 及的音频压缩格式，是典型的有损压缩。 MPEG-1音频压缩标准里包括了三个使用高性 能音频数据压缩方法的感知编码方案 ，按照压 缩质量(每Bit的声音效果)和编码方案的复杂程 度分别是Layer1、Layer2、Layer3。
础上使编码器采用带有运动估计的DCT和DPCM
（差分脉冲编码调制）的混合方式，H.261是最早 的运动图像压缩标准。
2 音频数据的压缩 音频信号压缩编码的主要依据是人耳的听 觉特性，主要有两点： • 1.人的听觉系统中存在一个听觉阈值电平， 低于这个电平的声音信号人耳听不到 .次声、可听声
和超声
多媒体技术与应用答案
第一章多媒体技术概述1、什么是媒体?媒体是如何分类的？（简答题）答：（1）媒体指的是信息表示和传输的载体，是人与人之间沟通及交流观念、思想或意见的中介物。
在计算机科学中，媒体具有两种含义：一是承载信息的物理实体，例如磁带、磁盘、光盘、半导体存储器；二是表示信息的物理载体，例如文本、图形、图像、声音、动画及影像等。
多媒体技术中的媒体一般指后者。
（2）按照国际上一些标准化组织制定的分类标准，媒体主要有一下6种类型。
（1）感觉媒体（2）表示媒体（3）显示媒体（也称表现媒体）（4）存储媒体（5）传输媒体2、什么是多媒体？它有哪些关键特性？（简答题）答：（1）多媒体是由两种以上单一媒体融合而成的信息综合表现形式，是多种媒体的综合、处理和利用的结果。
（2）多维化：计算机处理媒体信息的多样化，使人与计算机之间的交互不再局限于顺序的、单调的、狭小的范围，而有充分自由的余地。
交互性：人、机对话，是多媒体技术的关键特征。
在多媒体系统中，除了操作上控制自如之外，在媒体的综合处理上也可以随心所欲。
集成性：将各种不同的媒体信息有机地进行同步组合，形成一个完整的多媒体信息；把不同的媒体设备集成在一起，形成多媒体系统。
3、多媒体技术如何定义？多媒体技术有哪些特点？答：（1）多媒体技术是以计算机（或微处理芯片）为中心，将文本、图形、图像、音频、视频和动画等多种媒体信息进行数字化综合处理，使多种媒体信息建立逻辑连接，并集成一个具有交互性的系统技术。
（2）多媒体技术特征：多样性，集成性，交互性，实时性和数字化。
4、什么是多媒体系统？答:多媒体系统是指由多媒体网络设备、多媒体终端设备、多媒体软件、多媒体服务系统及相关的多媒体数据组成的有机整体。
5、什么是虚拟现实技术？答：虚拟现实技术（VR）是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，一种逼真的模拟人在自然环境中视觉、听觉和运动等行为的高级人机交互（界面）技术。
一、单选题1．媒体有两种含义，即表示信息的载体和 ( B )。
大学计算机基础第8章
8.2.1 多媒体计算机系统组成
多媒体计算机系统一般由多媒体计算机硬 件系统和多媒体计算机软件系统组成。可 以分为5个层次结构，如图所示。
8.2.2 多媒体计算机硬件系统
多媒体个人计算机系统在硬件方面，根据 应用不同，构成配置可多可少。MPC 基 本硬件构成包括计算机传统硬件、视频卡、 音频卡和光盘驱动器。
大学计算机基础
第8章 多媒体技术 章
本章学习目标 了解多媒体与多媒体技术的基本概念 掌握多媒体计算机系统的组成 熟悉常用多媒体文件格式
8.1多媒体技术概述
多媒体技术的基本概念 媒体（Media）/多媒体（Multimedia）/多媒体技术 多媒体技术的特性 多样性 交互性 集成性 数字化 多媒体信息的类型 文本 图形 图像 动画 视频 音频 多媒体信息处理的关键技术 数据压缩技术/数据存储技术/集成电路制作技术/ 多媒体数据库技术/多媒体网络与通信技术
8.2.3 多媒体计算机软件系统
多媒体计算机软件系统按照功能可分为系 统软件和应用软件两类
8.2.4 多媒体创作工具
文字处理软件 记事本、写字板、Word 图像处理软件 Photoshop CorelDraw 动画制作软件 声音处理软件 多媒体平台软件
8Байду номын сангаас3 常用多媒体文件格式
音频文件 1）WAV 格式文件(*.wav) 2）CD 格式文件(*.cda) 3）MP3 文件(*.mp3) 4）RA 格式文件(*.ra) 5）WMA 格式文件(*.wma) 6）MIDI 格式文件(.mid)
8.4 小结
本章重点如下： 多媒体系统的组成 多媒体技术的应用领域 各种多媒体文件格式（音频文件、图形 图像文件、动画文件、视频文件）与相 应的播放处理软件
大学计算机基础课件 第8章 多媒体和Web
• WAV（Waveform），无损格式，为大多数CD光盘 所应用，WAV文件通常尺寸较大。
• MP3（Moving Picture Experts Group Audio Layer 3）， 有损压缩格式，用来制作非常高效、高品质的压缩 音频文件。WAV文件可以通过转换为MP3文件来减 少其占用的空间。
• PNG图片也可以设置透明或交插的特性。
JPEG
• JPEG（Joint Photographic Experts Group，联 合图像专家组）格式是网页照片的标准格 式。
• JPEG使用有损压缩格式，所以在压缩过程 中，图像的质量会降低。可以对JPEG文件 设置从0%到100%的压缩量。当选择更高的 压缩量时，文件的大小将会变得更小，但 图片的质量也会变得更低。
• 如果一个网页的内容较多，可以考虑把内 容分到几个页面中，以减少向下滚动和网 页加载时间，页面之间可以用分页标签连 接。
• 对于长网页，确保总是有一个可以让用户 回到网页顶部的链接。
多媒体网站的开发
• 开发多媒体网站的重要步骤：
• 确定多媒体元素 • 制作网站 • 测试、发布与维护
确定多媒体元素
• 劣势：
• 开发过程需要花费更多的时间和费用。 • 保证系统性能时，存储和传输多媒体内容的花
费可能会很大。 • 需要考虑不同用户的网速。
多媒体元素
• 在网站中常见的多媒体元素有：
• 文本 • 图片 • 动画 • 音频 • 视频
文本
• 文本可以以各式各样的字体、颜色、大小 和样式表现出来。字体是由拥有同样设计 的字符文本组成的集合，如Times New Roman、Arial、宋体以及黑体等。
• 开发多媒体网站的第一步是确定网站要用 的多媒体元素，如图片、动画、音频和视 频。
多媒体技术在虚拟现实中的应用
多媒体技术在虚拟现实中的应用虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术是一种将计算机图形和感知技术结合起来，创造一种类似于真实世界的虚拟环境的技术。
多媒体技术(Multimedia Technology)则是一种在计算机和通讯网络上处理、储存、传输和展示信息的技术。
两者结合起来，可以为用户带来更加真实的沉浸式体验，更好地实现现实与虚拟的融合。
多媒体技术有着广泛的应用，如音视频播放、图像处理、互动媒体等。
尤其在虚拟现实领域，多媒体技术的应用越来越广泛。
比如，使用虚拟现实头戴式装置，可以将用户完全置于虚拟环境中。
可以通过声音、视觉、触觉、嗅觉等多种感觉方式，营造出沉浸式的体验，使得用户可以感受到更加真实的环境和情境。
在虚拟现实的体验中，音频技术是其中非常重要的一部分。
声音能够让用户更加真实地感受到环境的氛围和气氛。
使用三维立体声技术，直接针对人耳进行模拟，在音乐、游戏等虚拟体验中，不仅可以带来更加清晰且真实的音效，还可以增加用户的沉浸感。
图像处理技术也是虚拟现实中不可或缺的一部分。
将真实世界中的环境、角色等纳入虚拟的场景中，需要高度还原度的三维建模技术和灯光渲染技术。
通过多媒体技术，三维建模技术可以将真实世界的建筑、街区、庭院等进行拍照重建，使得虚拟世界更加真实。
同时，灯光渲染技术可以确保虚拟环境中的光源和阴影表现得正确无误，达到最合适的效果。
在虚拟现实的应用场景中，还有互动体验。
这种交互需要多媒体技术的支持，比如基于手势和语音的交互方式。
虚拟现实的游戏和应用以及虚拟现实培训课程等，都需要良好的交互方式，用户可以通过类似手势、语音的方式跟虚拟环境中的对象进行交互。
可以通过多媒体技术传输用户的动态姿态数据，实现虚拟现实环境下的身临其境体验。
当然，虚拟现实技术应用的范围不仅仅局限于此。
很多场景如房地产、教育、医疗等，都可以通过虚拟现实技术创造更加智能化的交互体验。
以房地产为例，在线虚拟展示系统可以让客户在线虚拟参观可售房源，使得在说服客户购买方面更具优势。
多媒体信息处理技术在虚拟现实中的应用
多媒体信息处理技术在虚拟现实中的应用第一章：引言随着科技的进步和不断的创新，虚拟现实（VR）技术正以惊人的速度发展。
作为一种能够模拟现实世界并将用户置身其中的技术，虚拟现实已经在各个领域得到广泛应用。
而多媒体信息处理技术作为虚拟现实的重要组成部分，则在现实世界和虚拟世界之间的互动中发挥着至关重要的作用。
本文将重点探讨多媒体信息处理技术在虚拟现实中的应用，并深入探讨其在不同领域的应用现状以及未来发展的趋势。
第二章：多媒体信息处理技术概述多媒体信息处理技术是一门研究如何对音频、视频、图像等多媒体数据进行处理和管理的学科领域。
其中包括了许多重要的技术，如音视频编解码、图像处理、模式识别等。
在虚拟现实中，这些技术能够对现实世界的数据进行获取、处理和展现，以实现与用户的互动。
第三章：虚拟现实在游戏领域的应用3.1 游戏虚拟现实的发展历程游戏是虚拟现实技术最早得到应用的领域之一。
多媒体信息处理技术使得游戏开发者能够更加逼真地模拟游戏场景，为玩家提供更加真实和沉浸式的游戏体验。
通过视觉和听觉上的模拟，玩家能够更好地融入游戏的世界，感受其中的刺激和乐趣。
3.2 游戏虚拟现实的应用案例虚拟现实技术在游戏领域的应用非常丰富。
例如，通过VR头盔和手柄等装备，玩家可以在虚拟世界中体验不同的游戏剧情和角色。
此外，虚拟现实技术还能够为游戏开发者提供更多的创作空间和可能性，实现更加自由和创新的游戏设计。
第四章：虚拟现实在教育领域的应用4.1 教育虚拟现实的优势虚拟现实技术为教育提供了一种全新的教学方式，能够使学生更加直观地理解抽象的概念。
通过模拟真实场景和实验，学生可以在虚拟环境中进行互动学习，提高学习效果和兴趣。
4.2 教育虚拟现实的应用案例虚拟现实技术在教育领域的应用非常广泛。
例如，在生物学教育中，学生可以通过虚拟现实技术模拟观察细胞结构和生物进化过程；在历史教育中，学生可以通过虚拟现实技术亲身体验历史事件；在地理教育中，学生可以通过虚拟现实技术探索世界各地的地理环境。
大学计算机基础多媒体技术与应用
大学计算机基础多媒体技术与应用多媒体技术是指将文字、图像、声音、动画等信息通过计算机技术相结合，以多种形式进行展示和传播的一种综合性技术。
在现代社会中，多媒体技术已经广泛应用于各个领域，如广告、娱乐、教育等。
本文将介绍大学计算机基础多媒体技术与应用的相关内容。
一、多媒体技术的概念和发展多媒体技术是指使用计算机来处理、传输和展示多种形式的信息的技术。
它可以将文字、图像、声音、动画等元素结合起来，通过图片、视频、音频等形式进行展示。
随着计算机技术的进步，多媒体技术得以迅速发展。
现在，我们可以通过互联网上的各种网站、手机上的应用程序等途径来体验多媒体技术带来的便利和乐趣。
二、多媒体技术的原理与技术1. 图像处理技术图像处理技术是多媒体技术中的重要组成部分。
它包括获取、存储、处理和显示图像的过程。
常用的图像处理技术有图像压缩、图像增强、图像分割等。
2. 音频处理技术音频处理技术是多媒体技术中另一个重要的方面。
它可以对音频进行录制、编辑、剪辑和混音等操作。
音频处理技术在音乐、广播、影视等领域有着广泛的应用。
3. 视频处理技术视频处理技术是将一系列图像以特定的帧率快速播放，形成流畅的动画效果。
视频处理技术可以实现视频的录制、编辑、剪辑等功能。
4. 动画制作技术动画制作技术可以将静态的图像以连续的方式展示出来，形成生动的动画效果。
动画制作技术包括2D动画和3D动画两种形式。
5. 多媒体数据的存储与传输多媒体数据的存储与传输是多媒体技术的关键环节之一。
它需要通过合适的存储介质和传输方式来实现多媒体数据的有效保存和传递。
三、多媒体技术在教育中的应用多媒体技术在教育领域中有着广泛的应用。
通过多媒体教学，可以使学生更加直观地理解知识，提高学习效果。
比如，在课堂上使用投影仪和屏幕，可以将教材内容以图文并茂的方式展示给学生，增强学生的学习兴趣和记忆效果。
另外，通过制作教育相关的多媒体学习资源，学生可以在课后进行自主学习，提高学习效率。
现代大学计算机基础第8章多媒体信息技术
(a) 模拟音频信号
(b) 音频信号的采样
(c) 采样信号的量化
图8.2 模拟声音信号数字化过程
第8章 多媒体信息技术
如图8.2(b)所示，采样是每间隔一段时间读取一次声音 信号幅度，使声音信号在时间上被离散化。
采样频率：指将模拟声音波形数字化时，每秒钟所抽取 声波幅度样本的次数，其计算单位是kHz(千赫兹)。一般来 讲，采样频率越高声音失真越小，用于存储数字音频的数据 量也越大。
第8章 多媒体信息技术
应用多媒体技术具有以下意义： (1) 使计算机可以处理人类生活中最直接、最普遍的信 息，从而使得计算机应用领域及功能得到了极大的扩展。 (2) 使计算机系统的人机交互界面和手段更加友好和方 便，非专业人员也可以方便地使用和操作计算机。 (3) 多媒体技术使音像技术、计算机技术和通信技术三 大信息处理技术紧密地结合起来，为信息处理技术发展奠定 了新的基石。 多媒体技术发展已经有多年的历史了，到目前为止，声 音、视频、图像压缩方面的基础技术已逐步成熟，并形成了 产品进入市场，现在热门的技术如模式识别、MPEG压缩技 术、虚拟现实技术正在逐步走向成熟，相信不久也会进入市 场。
数字监视器、磁盘、 光盘激光打印
声音输入
话筒、CD 唱盘、MIDI 合 成器
计算机系统
声音输出
放大器、喇叭、耳 机、MIDI 合成器
图像输入
摄像机、录像带、激光视 盘等
图像输出
投影电视、NTSC、 PAL、HDTV 电视
图8.1 多媒体个人计算机
第8章 多媒体信息技术
8.2 音像王国的基石—多媒体技术基础
第8章 多媒体信息技术
2．音频 1) 音频等级 音频(Audio)是指频率在20 Hz～20 kHz范围内的可听声 音，是多媒体信息中的一种媒体类型—听觉类媒体。目前多 媒体计算机中的音频主要有波形音频、CD音频和MIDI音乐 三种形式(这三种形式全部都是数字音频，因为计算机所能 处理的只有数字信号，所以只能以数字化的方式存储音频数 据，如果是模拟式的声音，要首先经过抽样、量化和压缩编 码等过程形成数字化音频，再由计算机进行存储及其他操作 等)。
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8.1.1 多媒体基本概念
3. 超文本
超文本是一种信息管理技术，将信息自然地相连接，建立 穿越文档的大量信息路径，注释已有的文本。
1. 音乐制作：CakeWalk Pro Audio 2. 图形与图像制作
① Adobe FrameMaker ② Adobe Photoshop ③ CorelDRAW
3. 动画制作：LightWave、3ds max 4. 视频影像处理：Adobe Premiere
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8.2.2 数据压缩技术
3. 数据压缩标准
① 静态图像压缩编码国际标准JPEG 数据压缩标准（压缩比：10:1～80:1）
– 动态图像压缩编码国际标准MPEG 数据压缩标准（压缩比：50:1～100:1）
– 数字视频编码标准H.261：用于视频电话和电视会议 编码标准（压缩比：50:1左右）
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多媒体应用软件
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8.2 多媒体处理技术
8.2.1 多媒体关键技术 8.2.2 数据压缩技术 8.2.3 多媒体文件格式 8.2.4 多媒体操作工具
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8.2.1 多媒体关键技术
1. 数字化
① 多媒体计算机采用数字化方式对声音、文本、图形、图 像和视频等媒体信息进行表示和处理。
② 声音和视频信息，计算机通过采样和编码将其数字化， 如声卡通过采样、编码，把模拟信号转变为数字信号。
① 系统软件是指管理、监控和维护多媒体计算机资源 （包括硬件和软件）的软件。
② 应用软件是指系统软件以外的其他软件，它是具体应 用领域的程序。
系 统
多 媒 体 软 件
多媒体驱动软件 多媒体系统软件
多媒体操作系统
多媒体工具软件
多媒体数据处理软件 多媒体创作工具 多媒体数据库系统
程序设计语言 多媒体硬件开发工具 多媒体编辑软件
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8.1.3 多媒体系统的组成
1. 多媒体系统层次模型
多媒体计算机是以计算机为中心，把语音、图像处 理和视频技术等集成在一起的技术。
多媒体应用软件 多媒体创作与编辑工具 多媒体系统软件 多媒体系统硬件平台
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8.1.3 多媒体系统的组成
2. 多媒体硬件系统
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8.1.3 多媒体系统的组成
3. 多媒体软件系统
8.2.3 多媒体文件格式
3. 视频
① 影像视频文件 AVI：微软的数字音频与视频文件格式 MOV： Apple公司的数字音频与视频文件格式 MPG：有损压缩的动态图像文件格式 DAT：VCD专用的格式 ② 流式视频文件 RealMedia、QuickTime、ASF、WMV
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8.2.4 多媒体创作工具
① 信息的载体：数字、文字、图像、声音等 ② 多媒体技术中的媒体指后者
1. 媒体的分类 ① 感觉媒体：视觉类媒体、听觉类媒体、触觉类媒体 ② 表示媒体 ③ 表现媒体 ④ 存储媒体 ⑤ 传输媒体
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8.1.1 多媒体基本概念
2. 多媒体（Multimedia） 多媒体是指信息表示媒体的多样化，据压缩技术
1. 数据压缩的可能性
① 空间冗余：画面的大部分区域如背景部分几乎不变。 ② 时间冗余：相邻图像之间的相似性 ③ 视觉冗余：人的视觉和听觉对于某些信号（如颜色、
声音）不那么敏感。
2. 数据压缩方法（根据是否失真可分为：）
① 无损压缩：利用原始信息中的相关性进行数据压缩。 ② 有损压缩：不可逆压缩的方式
4. 超媒体
“多媒体+超文本”的综合技术
5. 流媒体
使用流式传输技术、时间连续的媒体，可以是音频、视频、 动画或其他多媒体文件。
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8.1.2 多媒体技术及特性
1. 多媒体技术
就是综合处理图、文、声、像等信息，并使之具有 集成性和交互性的计算机技术。
2. 多媒体技术的特性
①多样性：信息媒体多样性和处理方式的多样性 ②集成性：“l+1>2”的系统特性 ③交互性：交互操作 ④实时性：即时响应，信息处理时有严格的时序和速度。
8.2.3 多媒体文件格式
1. 音频
数字音频
3分钟的波形音频文件15MB 将音频信号数字化（对声波的采样、量化和编码）。
电子合成音乐（MIDI）
电子乐器的数字式描述（键、通道、 音量、力度等信息）
① WAV：微软的3波分形钟的文M件ID格I音式乐（文无件损1压0K缩B 方式）
② MP3：用MPEG-3压缩标准（有损压缩12:1）
第8章 虚拟现实与多媒体
1
第8章 虚拟现实与多媒体 8.1 多媒体概述 8.2 多媒体处理技术 8.3 多媒体应用热点
2
8.1 多媒体概述 8.1.1 多媒体基本概念 8.1.2 多媒体技术及特性 8.1.3 媒体系统的组成
3
8.1.1 多媒体基本概念
1. 媒体（Medium）的两种含义
存储信息的载体：如磁盘、光盘等
③ MIDI：数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准
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8.2.3 多媒体文件格式
2. 图像
① BMP：位图格式，无损压缩。
由一个个像素点组成，像素点的信息有序存储到计算机中。
(a) 位图图像
(b) 局部放大图像
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(c) 图像矩阵
8.2.3 多媒体文件格式
2. 图像
② GIF：AutoCAD适用的矢量图形格式，无损压缩。 一种图形交换格式，分为静态GIF和动画GIF两种。
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8.2.3 多媒体文件格式
2. 图像 ③ JPEG：静态图像文件格式，有损压缩。
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8.2.3 多媒体文件格式
2. 图像 ④ TIFF格式（非失真的压缩格式）:
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8.2.3 多媒体文件格式
2. 图像 ⑤ PDF格式：用于文件 交换的文件格式。
跨平台; 能保留文件原有格式; 开放标准等。
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③ 文本、图形和图像信息，通过数字化的方法对其进行表 示、处理和显示。
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8.2.1 多媒体关键技术
2. 数据压缩
① 多媒体的数据量大得惊人，特别是音像作品。 ② 为了解决数据传输通道带宽和存储器容量的限制问题，
开发了数据压缩和解压缩技术。
3. 编码
采用先进的压缩编码算法对数字化的视频和音频信 息进行压缩，既节省了存储空间，又提高了通信介质 的传输效率